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ETHVitalik Buterin提出以太坊执行环境长期改革方案
以太坊虚拟机或将由RISC-V架构取代
以太坊联合创始人Vitalik Buterin近日提出了一项长期改革方案，建议将以太坊虚拟机（EVM）替换为RISC-V架构。RISC-V是一种标准化且可扩展的指令集架构。该提案于4月20日在以太坊魔术师论坛上发布，概述了一个多阶段的转型计划，旨在提高证明效率并简化执行层，同时保留账户、存储和跨合约调用等核心抽象概念。
根据Buterin的提议，Solidity和Vyper将继续作为主要开发语言，但将进行适配以编译为RISC-V指令。虽然从技术上讲可以直接使用Rust编写合约，但考虑到可读性和开发者对现有语言的熟悉程度，Rust不太可能在应用层取代Solidity。现有的EVM合约将继续运行，并与新的基于RISC-V的合约完全交互，确保向后兼容性。
执行效率成为以太坊长期瓶颈
Buterin指出，在通过延迟执行、区块级访问列表和分布式历史存储等EIP缓解近期问题后，执行效率已成为以太坊最后的长期瓶颈之一。他特别强调，ZK-EVM中的证明成本是未来可扩展性的关键限制因素。Succinct的ZK-EVM分析显示，仅区块执行就占用了近一半的证明周期，其余部分则用于见证数据处理和状态树操作。
虽然通过从基于Keccak的Patricia树转向使用Poseidon等证明优化哈希函数的二叉树可以减少与状态相关的开销，但除非直接解决EVM问题，否则区块执行效率仍将受到限制。Buterin指出，ZK-EVM已经在底层编译为RISC-V，这表明将RISC-V作为主要虚拟机可以消除一层抽象，从而提高效率。据报道，一些测试场景显示，通过完全绕过EVM翻译，证明性能可提高100倍。
多种实施方案正在考虑中
目前正在考虑多种实施方案。最保守的方案是同时支持EVM和RISC-V合约，保持可互操作的调用和对持久状态的共享访问。EVM合约将继续运行，并可以通过映射到传统操作码（如CALL、SLOAD和SSTORE）的系统调用来调用或被RISC-V合约调用。
更激进的方案涉及将现有的EVM合约转换为包装器，将执行委托给用RISC-V编写的EVM解释器。在这种模式下，合约的字节码将被替换为将调用和执行参数路由到指定的RISC-V解释器合约的逻辑，接收返回值并将其转发给调用者。
中间策略建议在协议级别支持虚拟机解释器，确立这一委托过程，并允许多种执行格式共存。虽然EVM将是该模式下支持的第一个虚拟机，但未来可能会添加其他虚拟机，包括Move。
社区反应与未来展望
该提案与正在进行的简化以太坊共识机制的努力（如beam chain计划）相一致。RISC-V计划将为执行层带来并行改进，使网络能够在两个领域追求模块化和降低复杂性。
Buterin在以太坊魔术师论坛上表示，该提案是实现长期L1效率和简单性的一个激进但可能必要的步骤。虽然活跃的EIP和无状态框架解决了短期和中期的可扩展性改进，但以太坊作为一个高性能和可持续协议的未来可能取决于这种规模的架构变革。
目前尚未宣布任何实施阶段的时间表。预计以太坊社区将进行进一步讨论，以评估权衡、工具影响和开发者迁移路径，作为更长时间审议周期的一部分。该提案仍处于探索阶段，旨在开启关于未来几年以太坊执行环境方向的更广泛讨论。
一些社区成员对Buterin的提案提出了战略和技术上的保留意见。Adam Cochran质疑在可能牺牲L2启用的情况下优先考虑L1效率，认为确立RISC-V可能会缩小以太坊的模块化路线图。他强调了递归证明聚合、无状态承诺根和BLS签名统一等替代提案，这些提案可能以更低的实施成本提供更广泛的系统收益。
其他人，包括Illyriad Games的联合创始人兼首席技术官Ben A Adams和web3开发者levs57，指出了性能权衡，特别是在硬件兼容性和预编译的持续作用方面。担忧包括将低级RISC-V指令优化回高效的256位操作的难度，以及对当前zk-RISC-V系统是否足够成熟或可审计以证明基础转变的怀疑。
Buterin回应称，EVM的256位字长对执行的限制程度被夸大了，实际上大多数值都较小，通常是u32、u64或u128，编译器可以有效地将其映射到RISC-V指令。他重申，今天的ZK-EVM已经作为嵌入EVM解释器的RISC-V环境运行，将RISC-V直接暴露出来是消除冗余层的一种方式。虽然承认堆栈管理和跳转是潜在的摩擦点，但他坚持认为消除解释开销仍然是一个净收益。
